Tracción

• Lee la parte de preparación general en el capítulo “Organización del aula”. • Lee sobre el proyecto para que te des una buena idea de qué vas a hacer. • Define cómo quieres presentar este proyecto: Utiliza el video que se proporciona en el proyecto en el software WeDo 2.0 o usa el material de tu preferencia. • Determina el resultado final de este proyecto: los parámetros que presentarás y genera el documento. • Asegúrate de que el tiempo permita que se cumplan las expectativas.

El video introductorio puede sentar las bases para revisar y debatir las siguientes ideas con los estudiantes para este proyecto. Video introductorio Ha pasado mucho tiempo desde la primera vez que los seres humanos hicieron el primer intento de mover objetos grandes. Desde civilizaciones antiguas hasta la era moderna, se han usado diversas herramientas para empujar o jalar objetos. 1. Cuando no logras jalar algo, es porque se jala en la dirección opuesta con la misma fuerza o con una fuerza mayor. 2. Cuando un objeto comienza a moverse, significa que una fuerza es mayor en la dirección del movimiento. 3. En la tierra, la fricción juega un papel en este sistema. 4. En una superficie con menos fricción, será más fácil jalar el mismo peso que si está en una superficie rugosa. Este tema sobre la fuerza y el movimiento lo exploró y explicó a detalle Sir Isaac Newton en el siglo XVII. Tú experimentas las leyes de la física que él definió a diario.

Preguntas para debatir 1. ¿Cuáles son algunas formas en que puedes hacer que se mueva un objeto? Para hacer que se mueva, jálalo o empújalo o, de manera más general, aplica una fuerza sobre él. 2. ¿Puedes explicar la fricción? ¿Es más fácil jalar algo en una superficie normal o en una superficie resbaladiza? Es más fácil mover un objeto en una superficie resbaladiza que en una rugosa. Dependiendo de la masa de un objeto, también puede ser más difícil mover el objeto en una superficie resbaladiza porque hay menos agarre para empujar o jalar. 3. Predice lo que pasará si la fuerza de tracción es mayor en una dirección que en otra. Esta respuesta debe darse con base en las predicciones de los estudiantes hechas al principio. Esto significa que, en este punto, las respuestas de los estudiantes pueden ser incorrectas. Después de la sesión, los estudiantes deben poder hablar sobre el hecho de que el movimiento del objeto será en la dirección de la fuerza que sea mayor, la de empuje o la de tracción. 4. ¿Puedes inferir la relación entre fuerzas equilibradas y la capacidad de moverse de los objetos? Las fuerzas desequilibradas pueden provocar un cambio en el movimiento del objeto (aumentar su velocidad, disminuirla, etc.) Pide a tus estudiantes que recopilen sus respuestas con texto o imágenes en la herramienta de documentación.

Construye y programa un Robot de tracción Los estudiantes seguirán las instrucciones de construcción para crear un Robot de tracción. Este robot jalará algunos objetos que están en su cesta. Esta investigación se puede hacer en varios tipos de superficies, como madera o alfombra. Usa la misma superficie durante todo el proyecto. 1. Construye un Robot de tracción. En el módulo de Tambaleo que se usa en el proyecto se utiliza un engrane biselado. Este engrane cambia el eje de rotación, de vertical a horizontal, llevando el movimiento del motor a las ruedas. La cesta tiene algunos ladrillos deslizantes para reducir la fricción.

2. Programa el robot para jalar. Este programa mostrará los números 3, 2, 1 antes de que el motor se encienda por 2 segundos a una potencia del motor de 10.

Sugerencia Antes de que tus estudiantes comiencen su investigación, pídeles que cambien los parámetros del programa para que lo entiendan completamente.

Prueba el Robot de tracción Con este modelo, los estudiantes deben poder llevar a cabo una investigación sobre las fuerzas de tracción. 1. Investiga agregando objetos pequeños y después objetos pesados a la cesta hasta que el dispositivo deje de moverse. Se necesitarán cerca de 11 onzas (300 gramos) en una superficie regular para que el Robot de tracción deje de moverse. Los estudiantes pueden usar cualquier objeto, pero ninguno de los objetos debe pesar mucho, ya que la meta de esta parte es alcanzar el equilibrio. En este punto, los estudiantes tienen fuerzas equilibradas frente a ellos. Puedes usar una flecha para simbolizar la dirección de la fuerza. También puedes usar las llantas pequeñas como objetos para colocarlos en la cesta. Las llantas aumentarán la fricción del lado de la cesta. 2. Con la misma cantidad de ladrillos, pon las llantas grandes en el modelo y prueba para ver qué pasa. Los estudiantes ponen las llantas en el Robot de tracción. Esto hará que la fricción entre las ruedas y la superficie sea mayor del lado del Robot de tracción, aumentando la fuerza que jala en esa dirección. De pronto, el sistema se desequilibrará. Esta evidencia respalda la idea de que cuando la fuerza de tracción es mayor que las fuerzas opuestas, los objetos se deben mover. 3. Busca el objeto más pesado que puedas jalar con tu modelo cuando tenga puestas las llantas. El paso final dependerá de la fricción en la superficie en la que están trabajando los estudiantes.

Investiga más (opcional, 45-60 minutos) Usa la sección “Investiga más” del proyecto del estudiante como una extensión opcional. No olvides que este tipo de tareas se extienden hasta las de la sección “Investigar” y están diseñadas para estudiantes con mayor edad o más avanzados. El Robot de tracción con el que los estudiantes están trabajando usa un mecanismo de engrane biselado para cambiar la dirección de la rotación del motor. No aumenta mucho la fuerza del movimiento. 1. Construye un Robot de tracción diferente. Deja que los estudiantes exploren diseños nuevos para una máquina de tracción. Déjalos construir su propio modelo, hacer las mismas pruebas que con el Robot de tracción original y comparar los hallazgos de las dos investigaciones. Busquen ideas en la biblioteca de diseños para inspirarse. Sugerencia de colaboración Busca la máquina más fuerte que hay en el salón. Cuando creas que tus equipos terminaron de hacer pruebas, organiza un concurso de tira y afloja: * Haz dos equipos. * Fija los robots espalda con espalda con la cadena de LEGO^®. * Pide a los equipos que coloquen cantidades de peso y masa iguales en la cesta antes del concurso. * Pide que enciendan su máquina cuando lo señales para que los robots tiren alejándose uno del otro. ¿Cuál es el más fuerte?

Llena el documento Pide a los estudiantes que documenten su proyecto de diversas formas (las sugerencias incluyen): * Pídeles que tomen una captura de pantalla de sus resultados. * Diles que comparen estas imágenes con imágenes de la vida real. * Invita a los estudiantes a que graben un video de ellos mismos describiendo su proyecto a la clase. Sugerencias Los estudiantes pueden recopilar datos en un formato de tabla o en una hoja de cálculo. También pueden hacer una gráfica con los resultados de sus pruebas. Presenta resultados Al final de este proyecto, los estudiantes deben presentar los resultados de su investigación. Para mejorar la presentación de tus estudiantes: * Asegúrate de que los estudiantes usen palabras como fuerza equilibrada, fuerza desequilibrada, empuje, tracción, fricción y peso. * Pídeles que usen flechas para representar la fuerza. * Diles que pongan su explicación en contexto. * Pídeles que analicen sus proyectos en términos de situaciones de la vida real en las que hayan observado fuerzas equilibradas y desequilibradas. * Habla sobre la conexión entre sus hallazgos y estas situaciones particulares.

Rúbricas de evaluación Puedes usar estas rúbricas de evaluación con la cuadrícula de rúbricas de observación que encontrarás en el capítulo “Evalúa con WeDo 2.0”. Fase Explorar Durante la fase Explorar, asegúrate de que el estudiante participe de forma activa en el debate, que haga y responda preguntas y que use correctamente los términos empujar y jalar, fuerzas y fricción. 1. El estudiante no puede responder preguntas ni participar en debates de forma adecuada, ni describir de forma adecuada las ideas de empujar y jalar, ni puede identificar que empuje y tracción son fuerzas. 2. El estudiante puede, con ayuda, responder preguntas o participar en debates de forma adecuada o con ayuda y describe el empuje y la tracción como ejemplo de una fuerza. 3. El estudiante puede responder de forma adecuada preguntas y participar en debates en clase o describe el empuje y la tracción como un ejemplo de fuerza. 4. El estudiante puede ampliar las explicaciones en un debate o describir a detalle el concepto de fuerza con el empuje y la tracción. Fase Crear Durante la fase Crear, asegúrate de que el estudiante esté trabajando como parte del equipo, que pueda hacer predicciones sobre lo que debe pasar y que pueda usar la información que se recopiló en la fase Explorar. 1. El estudiante no puede trabajar bien en equipo, no hace predicciones sobre lo que debe pasar ni usa la información recopilada. 2. El estudiante puede trabajar en equipo y predecir, con ayuda, lo que podría pasar en la investigación. 3. El estudiante puede recopilar y usar información con orientación, trabajar en un equipo y contribuir en los debates del equipo, puede hacer predicciones y recopilar información para usarla en una presentación para explicar el contenido. 4. El estudiante puede trabajar en un equipo, desempeñarse como líder y justificar predicciones para explicar las fuerzas de empuje y tracción con información. Fase Compartir Durante la fase Compartir, asegúrate de que el estudiante pueda explicar lo que pasa con el modelo en términos de fuerza, que ha probado diferentes combinaciones y que pudo predecir otras, y que puede usar información importante de su proyecto para crear un reporte final. 1. El estudiante no puede participar en el debate sobre la investigación, ni explicar el modelo con el concepto de fuerza, ni usar la información para crear un proyecto final. 2. El estudiante puede, con ayuda, participar en el debate sobre fuerzas, finalizar múltiples escenarios de prueba para hacer predicciones y usar información limitada para crear un proyecto final. 3. El estudiante puede participar en debates sobre investigación de fuerzas y usar la información recopilada en las pruebas para crear un proyecto final. 4. El estudiante puede participar considerablemente en debates de clase sobre el tema y usar la información recopilada para crear un proyecto final que incluya elementos adicionales obligatorios. Rúbricas de evaluación Puedes usar estas rúbricas de evaluación con la cuadrícula de rúbricas de observación que encontrarás en el capítulo “Evalúa con WeDo 2.0”. Fase Explorar Durante la fase Explorar, asegúrate de que el estudiante pueda explicar de forma eficaz sus propias ideas y lo que comprendió en relación con las preguntas planteadas. 1. El estudiante no puede compartir sus ideas sobre las preguntas planteadas durante la fase Explorar. 2. El estudiante puede, con ayuda, compartir sus ideas sobre las preguntas planteadas durante la fase Explorar. 3. El estudiante expresa de forma aceptable sus ideas sobre las preguntas planteadas durante la fase Explorar. 4. El estudiante da detalles para ampliar la explicación de sus ideas sobre las preguntas planteadas durante la fase Explorar. Fase Crear Durante la fase Crear, asegúrate de que el estudiante haga las elecciones adecuadas (es decir, captura de pantalla, imagen, video, texto) y que siga las expectativas establecidas para documentar sus hallazgos. 1. El estudiante no documenta los hallazgos durante la investigación. 2. Los estudiantes recopilan documentación de sus hallazgos, pero la documentación no está completa o no cumple todas las expectativas establecidas. 3. El estudiante documenta de forma aceptable los hallazgos para cada componente de la investigación y toma las decisiones adecuadas. 4. El estudiante usa una variedad de métodos adecuados para la documentación y supera las expectativas establecidas. Fase Compartir Durante la etapa Compartir, asegúrate de que el estudiante use la evidencia de sus hallazgos durante la investigación para justificar su razonamiento y apegarse a los lineamientos establecidos para presentarle los hallazgos a la audiencia. 1. El estudiante no usa la evidencia de sus hallazgos en relación con las ideas compartidas durante la presentación. El estudiante no sigue los lineamientos establecidos. 2. El estudiante usa algo de evidencia de sus hallazgos, pero la justificación es limitada. Por lo general, se siguen los lineamientos establecidos, pero tal vez no se haga en una o más áreas. 3. El estudiante proporciona evidencia de forma adecuada para justificar sus hallazgos y sigue los lineamientos establecidos para la presentación. 4. El estudiante habla perfectamente de sus hallazgos y utiliza de forma detallada la evidencia correcta para justificar su razonamiento mientras sigue todos los lineamientos establecidos.

Para garantizar el éxito, considera dar más orientación sobre la construcción y la programación, como: * Explica el uso de los motores. * Explica cadenas sencillas de programación. * Explica cómo llevar a cabo una investigación. * Define factores en los que se deben enfocar, como fuerzas de tracción y fricción. También, sé específico en la forma en que te gustaría que presentaran y documentaran sus hallazgos (por ejemplo, piensa en tener una puesta en común entre los equipos). Investiga más Como desafío adicional, da más tiempo para experimentar con el diseño creado por los estudiantes, la construcción y la programación. Esto les permitirá explorar las leyes adicionales de empuje y tracción. También, para investigar más, pídeles a tus estudiantes que comparen la fuerza de sus robots enfrentándolos en un concurso de tira y afloja. ¡Prepárate para la emoción! Equivocaciones de los estudiantes Es probable que los estudiantes crean que si algo no se está moviendo, es porque no hay fuerzas que actúen sobre eso. Un buen ejemplo de esto es cuando intentan mover un carro con el freno de mano activado. Los estudiantes piensan que no hay fuerza involucrada porque el carro no se mueve, pero sí la hay. Científicamente, se entiende que actúan diversas fuerzas equilibradas.